Cum cresc picioarele înapoi
Pierderea unei părți a corpului este permanentă - dar această regulă nu se aplică axolotlului la oameni: tritonul bizar este renumit pentru capacitatea sa de a recrădi membrele pierdute. Acum, cercetătorii au câștigat informații importante despre fundamentele acestei misterioase abilități de regenerare: folosind animale testate modificate genetic, au fost literalmente capabili să facă lumină asupra țesuturilor care dezvoltă proprietățile asemănătoare celulelor stem care permit recreșterea. Cercetătorii spun că medicina regenerativă modernă ar putea beneficia în cele din urmă de rezultate.
Cum este posibil acest lucru și de ce nu funcționează cu alte animale, inclusiv cu oameni? De ceva timp, cercetările s-au concentrat pe fascinanta capacitate regenerativă a unor reprezentanți ai amfibienilor. Axolotl (Ambystoma mexicanum) în special, care apare în lacurile mexicane, a devenit un animal model în acest context. Oamenii de știință au descoperit deja câteva dintre secretele sale: atunci când un axolotl își pierde un picior, celulele se acumulează mai întâi lângă butucul rezultat - se formează un țesut special cunoscut sub numele de blastema. Un picior complet funcțional se dezvoltă apoi din această structură, care, la fel ca predecesorul său, constă din multe țesuturi și tipuri de celule, cum ar fi mușchii, neuronii sau țesutul conjunctiv.
Care explicație este corectă?
Cu toate acestea, până acum nu era clar cum celulele blastemice care formează membrele pot ieși din țesutul matur. Până în prezent, au existat două explicații pentru acest lucru: Pe de o parte, ar putea exista celule stem latente în țesutul conjunctiv al axolotlului, care așteaptă să fie activate. Cealaltă ipoteză sugerează că celulele mature ale țesutului conjunctiv ar putea răspunde la pierderea membrelor regresând în celulele progenitoare ale membrelor, similar cu cele găsite în embrioni.
Pentru a identifica explicația corectă, o echipă internațională de cercetători a dezvoltat acum linii de reproducere axolotl modificate genetic. Celulele țesutului conjunctiv ale acestor animale emit lumină fluorescentă prin marcaje moleculare și pot fi astfel observate cu precizie. În plus, oamenii de știință au folosit metode genetice pentru a examina activitatea anumitor factori ereditari în țesuturile relevante ale axolotlului. În acest fel, echipa a reușit acum să descopere explicația corectă a originii celulelor progenitoare ale blastemului.
Celulele țesutului conjunctiv devin celule progenitoare
După cum raportează, aparent nu există celule progenitoare latente. „Acum putem arăta că nu există„ celule magice ”care să aibă axolote, dar mamiferele nu”, rezumă co-autorul Prayag Murawala de la Institutul de Cercetări pentru Patologie Moleculară din Viena. Conform rezultatelor, celulele precursoare ale blastemelor se dezvoltă în schimb din celule de țesut conjunctiv mature (diferențiate) - din așa-numitele fibroblaste. Atunci când membrele sunt pierdute, aceste celule „se diferențiază” înapoi în celulele precursoare ale țesutului conjunctiv, explică oamenii de știință. Apoi, ele seamănă din nou cu cele găsite în mugurii embrionari ai membrelor.
Potrivit cercetătorilor, rezultatele sunt de mare importanță în două moduri: ele pun capăt unei dezbateri îndelungate în biologia dezvoltării și oferă, de asemenea, informații importante pentru cercetări ulterioare și medicina regenerativă. Se știe deja în acest context că fibroblastele reacționează și la mamifere la leziuni prin diferențiere. Cu toate acestea, ele se transformă „numai” în așa-numitele miofibroblaste, care formează apoi țesut cicatricial. Ambele forme de viață depind de fibroblaste în cazul unei leziuni, dar în timp ce axolotl și co pot crește organe, altele formează doar cicatrici fibrotice, spune Prayag. Rezultatele actuale se concentrează, așadar, pe întrebarea: Ce anume distinge fibroblastele mamiferelor de versiunea axolotl, care este capabilă să dezvolte proprietăți ale celulelor stem și să înlocuiască părți complexe ale corpului?
Căutarea răspunsului la această întrebare reprezintă acum următorul capitol despre calea științifică către înțelegerea abilităților regenerative, spun oamenii de știință. Mai precis, viitorul va fi, de asemenea, despre „aflarea dacă și cum o leziune poate provoca modificări în celulele mature de mamifere similare cu cele din axolotl”, spune co-autorul Dunja Knapp de la Centrul DFG pentru Terapii Regenerative din Dresda.